Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя


 


Владельцы патента RU 2634506:

Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "УМПО") (RU)

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к способам регулирования турбореактивных двигателей (ТРД) с изменяемой геометрией сопла. Предварительно при приемо-сдаточных испытаниях двигателя на стенде выводят двигатель на максимальный режим при постоянном значении диаметра критического сечения сопла, затем изменяют площадь критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2%, измеряют степень расширения на турбинах и вводят ее в регулятор двигателя в качестве программы поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя. Технический результат изобретения – повышение устойчивости работы двигателя и получение оптимальных тягово-экономических характеристик во всем диапазоне высот и скоростей полета.

 

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, в частности к способам регулирования турбореактивных двигателей (ТРД).

Известен способ регулирования авиационного ТРД с изменяемой геометрией сопла, включающий поддержание заданной степени расширения на турбине в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель (см. Ю.Н. Нечаев. Законы управления и характеристики авиационных силовых установок. М.: Машиностроение, 1995 г., стр. 265).

Данный способ не является оптимальным вследствие того, что он не обеспечивает оптимальной настройки программы поддержания заданной степени расширения на турбине при приемо-сдаточных испытаниях на форсажных режимах работы двигателя, и, как следствие, не обеспечивает устойчивой работы двигателя и получения оптимальных тягово-экономических характеристик двигателя при эксплуатации во всем диапазоне высот и скоростей полета самолета.

Ожидаемый технический результат - оптимальная настройка и поддержание заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя, обеспечение устойчивой работы двигателя и получение оптимальных тягово-экономических характеристик во всем диапазоне высот и скоростей полета.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в известном способе регулирования авиационного ТРД с изменяемой геометрией сопла, включающем поддержание заданной степени расширения на турбинах в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель, согласно изобретению предварительно при приемо-сдаточных испытаниях двигателя на стенде выводят двигатель на максимальный режим при постоянном диаметре критического сечения реактивного сопла, затем изменяют диаметр критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2%, измеряют степень расширения на турбине и вводят ее в регулятор двигателя в качестве программы поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При проведении приемо-сдаточных испытаний было отмечено, что оптимальные тягово-экономические характеристики, а также оптимальные запасы газодинамической устойчивости компрессора на форсажных режимах работы двигателя обеспечиваются при настройке поддержания заданной степени расширения на турбинах, соответствующей значению на максимальном режиме работы двигателя при минимальном диаметре критического сечения реактивного сопла. При настройке поддержания степени расширения на турбине на форсажных режимах ниже значения, соответствующего минимальному диаметру критического сечения реактивного сопла на максимальном режиме работы двигателя, компрессор может потерять газодинамическую устойчивость, что приведет к помпажу двигателя. А при настройке поддержания степени расширения на турбине на форсажных режимах на значение, существенно превышающее значение на максимальном режиме при минимальном диаметре критического сечения сопла, двигатель не будет обеспечивать оптимальные тягово-экономические характеристики.

Для оптимальной настройки поддержания степени расширения на турбинах на форсажных режимах работы двигателя при приемо-сдаточных выводят двигатель на максимальный режим работы двигателя, изменяют диаметр критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2% (не меньше точности измерения диаметра критического сечения сопла 0,1%, но не больше значения, которое может повлиять на тягово-экономические характеристики двигателя - 0,2%), измеряют степень расширения на турбинах и вносят полученное значение степени расширения на турбинах в регулятор двигателя. Это позволяет оптимально настроить программу поддержания заданной степени расширения на турбинах на форсажных режимах работы двигателя и таким образом обеспечить устойчивую работу двигателя и повысить тягово-экономические характеристики во всем диапазоне эксплуатации.

Пример

Для данного типа двигателя минимальный диаметр критического сечения реактивного сопла составляет DPCmin=550 мм.

При проведении приемо-сдаточных испытаний двигатель выводят на максимальный режим работы. Диаметр критического сечения реактивного сопла при этом составляет DPC=565 мм.

Затем для оптимальной настройки поддержания заданной степени расширения на турбинах πТ на форсажных режимах работы двигателя изменяют диаметр критического сечения сопла до диаметра DPC=551 мм, измеряют степень расширения на турбинах πТ=7,7 и вносят в регулятор двигателя как программу поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя.

Предложенный способ позволяет повысить устойчивость работы двигателя и его тягово-экономические характеристики во всем диапазоне высот и скоростей полета самолета.

Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя с изменяемой геометрией сопла, включающий поддержание заданной степени расширения на турбине в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель, отличающийся тем, что предварительно при приемо-сдаточных испытаниях двигателя на стенде выводят двигатель на максимальный режим при постоянном значении диаметра критического сечения сопла, затем изменяют площадь критического сечения сопла до диаметра, превышающего минимальный диаметр на 0,1…0,2%, измеряют степень расширения на турбинах и вводят ее в регулятор двигателя в качестве программы поддержания заданной степени расширения на турбине на форсажных режимах работы двигателя.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области авиационного двигателестроения. Система управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания оснащена делителем, селектором максимума, блоком контроля исправности датчиков давлений, а также пороговым устройством и регулятором отношения давлений в заданных сечениях двигателя, входом связанным с выходом переключателя, а выходом с первым входом усилителя, второй вход которого связан с датчиком положения распределительного золотника.

Изобретение относится к энергетике. Способ регулирования заданного значения, по меньшей мере, одного параметра, который имеет влияние на тягу газотурбинного двигателя, приводящего в движение летательный аппарат во время этапа полета летательного аппарата, содержащий: этап, на котором получают текущее значение, по меньшей мере, одной рабочей переменной двигателя, этап, на котором извлекают из предварительно установленной таблицы значение декремента для по меньшей мере одного указанного параметра, связанного с текущим значением по меньшей мере одной указанной рабочей переменной двигателя, и этап, на котором регулируют заданное значение по меньшей мере одного указанного параметра посредством применения к нему значения декремента, извлекаемого из таблицы.

Изобретение относится к электронно-гидромеханическим системам автоматического управления турбореактивными двигателями. Измеряют давление газа за турбиной низкого давления, определяют отношение давлений за компрессором и за турбиной низкого давления, для каждого значения температуры воздуха на входе в двигатель устанавливают нижнее и верхнее предельно допустимые значения частоты вращения ротора низкого давления при допустимом уровне напряжений в рабочих лопатках.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения. Способ регулирования авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя включает измерение частоты вращения ротора низкого давления, положения рычага управления двигателем, температуры воздуха на входе в двигатель, температуры газов за турбиной низкого давления и давления воздуха за компрессором, и регулирование частоты вращения ротора низкого давления путем воздействия на дозирование топлива в камеру сгорания, регулирование величины угла установки входных и направляющих аппаратов компрессора низкого давления, а также критического сечения реактивного сопла.

Изобретение может быть использовано в электронно-гидромеханических системах автоматического управления турбореактивными двигателями. Способ регулирования авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя включает измерение частоты вращения ротора низкого давления, положения рычага управления двигателем (РУД), температуры воздуха на входе в двигатель и температуры газов за турбиной низкого давления, регулирование частоты вращения ротора низкого давления, дозирование расхода топлива в камеру сгорания и регулирование величины угла установки входных направляющих аппаратов компрессора низкого давления.

Способ относится к регулированию авиационного турбореактивного двигателя (ТРД). Предварительно для данного типа двигателя формируют две и более программы регулирования степени расширения на турбине в зависимости от температуры воздуха на входе в двигатель, при каждой программе измеряют значения тяги и удельного расхода при различном давлении окружающей среды, определяют программу регулирования степени расширения на турбине, обеспечивающую минимальный удельный расход топлива и максимальную тягу при заданном давлении окружающей среды, и вводят ее дополнительно в регулятор двигателя, а при полете самолета определяют текущее давление окружающей среды и при достижении заданного значения давления производят переключение программы регулирования степени расширения на турбине на программу, обеспечивающую минимальный удельный расход топлива и максимальную тягу при заданном давлении окружающей среды.

Турбомашина для летательного аппарата, содержащая вал турбомашины и насосный модуль (100), содержащий конструктивный корпус (9), насосный вал (11), связанный с валом (1) турбомашины, насос (3) питания топливом турбомашины, установленный на упомянутом насосном валу (11) и внутри конструктивного блока (9), и электрическое устройство (5), установленное на упомянутом насосном валу (11) и выполненное с возможностью вращения упомянутого насосного вала (11) для приведения в действие насоса (3) питания или с возможностью быть приведенным во вращение упомянутым насосным валом (11) для электрического питания агрегата (8) турбомашины, при этом электрическое устройство содержит элементы ротора (51), установленные на наружной периферии подвижной части (32) насоса питания, и элементы статора (52), установленные на внутренней периферии конструктивного корпуса.

Изобретение относится к энергетике. Способ автонастройки системы сгорания топлива газовой турбины включает выбор первой настроечной кривой из множества настроечных кривых для газовой турбины, разбалансировку стабильной рабочей точки газовой турбины путем изменения одного или более рабочих параметров на основе заранее заданного набора команд, определение настроечных параметров и их сохранение, в то время как текущую рабочую точку газовой турбины возвращают на упомянутую первую настроечную кривую, и формирование резервной копии настроечных параметров для восстановления стабильной рабочей точки.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано для регулирования газотурбинного двигателя. В способе снижения выбросов вредных веществ дополнительно измеряют давление топлива в дежурной Рт1 и основной Рт2 зонах горения, вычисляют отношение Рт1/Рт2, сравнивают измеренные величины выбросов вредных веществ с предельно допустимыми значениями и корректируют соотношения давлений Рт1/Рт2 путем уменьшения подачи топлива в дежурную зону горения до снижения уровня выбросов вредных веществ на 1-2% ниже предельно допустимых значений.
Способ регулирования авиационного турбореактивного двигателя (ТРД) относится к области авиационного двигателестроения, а именно к способам регулирования, оптимизирующим параметры ТРД.

Группа изобретений относится к области авиационного двигателестроения и может быть использована в электронно-гидромеханических системах автоматического управления многорежимными газотурбинными двигателями с форсажной камерой сгорания. Для формирования заданного значения положения распределительного золотника используют регулятор с пропорционально-интегральным законом регулирования и с переменным в зависимости от приведенной частоты вращения ротора турбокомпрессора коэффициентом усиления. На режимах запуска форсажной камеры сгорания увеличивают коэффициент усиления регулятора и обнуляют накопленное интегратором значение. Описана также система управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания. Технический результат - повышение качества управления газотурбинным двигателем с форсажной камерой сгорания путем повышения быстродействия системы за счет переключения структуры регулятора и изменения коэффициента усиления регулятора в зависимости от режима работы ГТД. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх